时钟发生器以及包括其的图像传感器制造技术

公开了一种时钟发生器以及包括其的图像传感器，其涉及用于改进压控振荡器的操作速度的技术。该时钟发生器包括：相位频率检测器PFD，其被配置为检测时钟信号与基准时钟信号之间的相位差；电压转换器，其被配置为响应于相位频率检测器PFD的输出信号来调节与电压电平对应的电流；滤波器电路，其被配置为通过对电压转换器的输出信号进行滤波来生成控制电压；电压泵浦电路，其被配置为泵浦电压转换器的输出电压，并提供具有泵浦电压电平的控制电压；以及压控振荡器，其被配置为响应于控制电压来生成调节了振荡频率的时钟信号。

【技术实现步骤摘要】
时钟发生器以及包括其的图像传感器
本专利文献中所公开的技术和实现方式涉及一种时钟发生器以及包括该时钟发生器的图像传感器。
技术介绍
通常，通过互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺实现的CMOS图像传感器(CIS)已被开发为具有比其它竞争产品更低的功耗、更低的成本和更小的尺寸。因此，CMOS图像传感器(CIS)已被深入研究并迅速得到广泛使用。具体地，CMOS图像传感器(CIS)已被开发为具有比其它竞争产品更高的图像质量，使得与竞争产品相比，CMOS图像传感器(CIS)的应用范围最近已扩展至需要更高分辨率和更高帧频的视频应用。不同于固态图像拾取装置，CMOS图像传感器(CIS)需要将从像素阵列生成的模拟信号(像素信号)转换为数字信号。为了将模拟信号转换为数字信号，CMOS图像传感器(CIS)已被设计为包括高分辨率模数转换器(ADC)。模数转换器(ADC)可关于指示像素阵列的输出信号的模拟输出电压执行相关双采样，并且可将所得电压存储在一个或更多个线存储器中。数字处理电路可通过处理从线存储器生成的数字信号来输出一个或更多个图像信号。
技术实现思路
所公开的技术的各种实现方式涉及一种时钟发生器以及包括该时钟发生器的图像传感器。所公开的技术的一些实现方式涉及一种用于扩展压控振荡器的输出范围的时钟发生器以及包括该时钟发生器的图像传感器。根据本公开的实施方式，一种时钟发生器可包括：相位频率检测器(PFD)，其被配置为接收时钟信号和基准时钟信号并检测时钟信号与基准时钟信号之间的相位差，该相位频率检测器基于所述相位差来提供第一输出信号；电压转换器，其在通信上联接到相位频率检测器以从相位频率检测器接收第一输出信号，并被配置为基于来自相位频率检测器(PFD)的第一输出信号来提供第二输出信号；滤波器电路，其在通信上联接到电压转换器以从电压转换器接收第二输出信号，并被配置为通过对来自电压转换器的第二输出信号进行滤波来生成控制电压；电压泵浦电路，其在通信上联接到电压转换器并被配置为泵浦电压转换器的输出电压，该电压泵浦电路提供具有泵浦电压电平的泵浦控制电压；以及压控振荡器，其在通信上联接到滤波器电路和电压泵浦电路，并被配置为生成具有基于控制电压或泵浦控制电压确定的振荡频率的时钟信号。根据本公开的另一实施方式，一种时钟发生器可包括：滤波器电路，其被配置为在正常操作期间操作以提供控制电压并在滤波器电路中存储电荷；电压泵浦电路，其被配置为在泵浦操作期间操作以使用存储在滤波器电路中的电荷来生成泵浦控制电压，该泵浦控制电压高于控制电压；以及压控振荡器，其被配置为生成具有在正常操作期间基于控制电压并在泵浦操作期间基于泵浦控制电压确定的振荡频率的时钟信号。根据本公开的另一实施方式，一种图像传感器可包括：模数转换器(ADC)电路，其被配置为将多个像素信号转换为至少一个数字信号；数据输出电路，其被配置为从ADC电路接收所述至少一个数字信号并基于所述至少一个数字信号来输出像素数据；数字处理电路，其被配置为从数据输出电路接收像素数据并基于时钟信号来执行像素数据的信号处理；以及时钟发生器，其被配置为生成时钟信号。时钟发生器可包括：滤波器电路，其被配置为在正常操作期间操作以提供控制电压并在滤波器电路中存储电荷；电压泵浦电路，其被配置为在泵浦操作期间操作以使用存储在滤波器电路中的电荷来生成泵浦控制电压，该泵浦控制电压等于或高于电源电压；以及压控振荡器，其被配置为生成具有在正常操作期间基于控制电压并在泵浦操作期间基于泵浦控制电压确定的振荡频率的时钟信号。将理解，本公开的以上一般描述和以下详细描述二者是示例性和说明性的，旨在提供要求保护的本公开的进一步说明。附图说明当结合附图考虑时，通过参照以下详细描述，所公开的技术的以上和其它特征和优点将变得容易显而易见。图1是示出基于所公开的技术的一些实现方式的包括时钟发生器的图像传感器的示例的表示的示意图。图2是示出基于所公开的技术的一些实现方式的图1所示的时钟发生器的示例的表示的示意图。图3是示出基于所公开的技术的一些实现方式的图1所示的时钟发生器的示例的表示的示意图。图4是示出基于所公开的技术的一些实现方式的图1所示的时钟发生器的示例的表示的示意图。图5是示出基于所公开的技术的一些实现方式的时钟发生器的操作的曲线图。附图中的各个元件的符号100：像素阵列200：行解码电路300：斜坡信号发生器400：模数转换器(ADC)电路500：数据输出电路600：控制器700：数字处理电路800：时钟发生器具体实施方式现在将详细参照所公开的技术的实施方式，其示例示出于附图中。贯穿附图使用相同的标号来表示相同或相似的部分。图1是示出基于所公开的技术的一些实现方式的图像传感器的示例的示意图。参照图1，图像传感器10可包括像素阵列100、行解码电路200、斜坡信号发生器300、模数转换器(ADC)电路400、数据输出电路500、控制器600、数字处理电路700和时钟发生器800。像素阵列100可将入射光信号转换为电信号，并且可将模拟像素信号OUT输出到ADC电路400。在这种情况下，像素阵列100可由从行解码电路200接收的各种驱动信号(例如，重置信号RX、传输信号TX、选择信号SX等)驱动。行解码电路200可在通信上联接到像素阵列100和控制器600，基于从控制器600接收的控制信号CON在包含在像素阵列100中的像素当中选择各条行线的至少一个像素，并控制所选像素的操作。斜坡信号发生器300可在通信上联接到ADC电路400和控制器600，响应于从控制器600接收的控制信号CON来生成斜坡信号RAMP，并将斜坡信号RAMP输出到ADC电路400。ADC电路400可在通信上联接到像素阵列100、斜坡信号发生器300和数据输出电路500。ADC电路400可将从像素阵列100接收的模拟像素信号OUT转换为数字信号。ADC电路400可将从像素阵列100接收的像素信号OUT与从斜坡信号发生器300接收的斜坡信号RAMP进行比较，因此将像素信号OUT与斜坡信号RAMP之间的比较结果输出到数据输出电路500。ADC电路400可基于像素信号OUT与斜坡信号RAMP之间的比较结果来输出基于列的数字信号D。数据输出电路500可在通信上联接到ADC电路400、控制器600和数字处理电路700。数据输出电路500可锁存或保持从ADC电路400接收的数字信号D。数据输出电路500可锁存或保持计数信息，并且可响应于输出控制信号OCON依次输出像素数据DOUT。控制器600可在通信上联接到行解码电路200、斜坡信号发生器300、ADC电路400和数据输出电路500，并控制行解码电路200、斜坡信号发生器300、ADC电路400和数据输出电路500。在一些实现方式中，控制器600可包括定时发生器。因此，控制器600可基于时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种时钟发生器，该时钟发生器包括：/n相位频率检测器PFD，该相位频率检测器PFD被配置为接收时钟信号和基准时钟信号并检测所述时钟信号与所述基准时钟信号之间的相位差，该相位频率检测器基于所述相位差来提供第一输出信号；/n电压转换器，该电压转换器在通信上联接到所述相位频率检测器以从所述相位频率检测器接收所述第一输出信号，并被配置为基于来自所述相位频率检测器PFD的所述第一输出信号来提供第二输出信号；/n滤波器电路，该滤波器电路在通信上联接到所述电压转换器以从所述电压转换器接收所述第二输出信号，并被配置为通过对来自所述电压转换器的所述第二输出信号进行滤波来生成控制电压；/n电压泵浦电路，该电压泵浦电路在通信上联接到所述电压转换器并被配置为泵浦所述电压转换器的输出电压，该电压泵浦电路提供具有泵浦电压电平的泵浦控制电压；以及/n压控振荡器，该压控振荡器在通信上联接到所述滤波器电路和所述电压泵浦电路，并被配置为生成具有基于所述控制电压或所述泵浦控制电压确定的振荡频率的时钟信号。/n

【技术特征摘要】
20190103 KR 10-2019-00005081.一种时钟发生器，该时钟发生器包括：
相位频率检测器PFD，该相位频率检测器PFD被配置为接收时钟信号和基准时钟信号并检测所述时钟信号与所述基准时钟信号之间的相位差，该相位频率检测器基于所述相位差来提供第一输出信号；
电压转换器，该电压转换器在通信上联接到所述相位频率检测器以从所述相位频率检测器接收所述第一输出信号，并被配置为基于来自所述相位频率检测器PFD的所述第一输出信号来提供第二输出信号；
滤波器电路，该滤波器电路在通信上联接到所述电压转换器以从所述电压转换器接收所述第二输出信号，并被配置为通过对来自所述电压转换器的所述第二输出信号进行滤波来生成控制电压；
电压泵浦电路，该电压泵浦电路在通信上联接到所述电压转换器并被配置为泵浦所述电压转换器的输出电压，该电压泵浦电路提供具有泵浦电压电平的泵浦控制电压；以及
压控振荡器，该压控振荡器在通信上联接到所述滤波器电路和所述电压泵浦电路，并被配置为生成具有基于所述控制电压或所述泵浦控制电压确定的振荡频率的时钟信号。


2.根据权利要求1所述的时钟发生器，其中，所述电压转换器包括电压-电流转换器。


3.根据权利要求1所述的时钟发生器，其中，所述滤波器电路包括低通滤波器LPF。


4.根据权利要求1所述的时钟发生器，其中，所述滤波器电路包括至少两个电容器以及联接到所述至少两个电容器中的一个电容器的电阻器。


5.根据权利要求1所述的时钟发生器，该时钟发生器还包括开关元件，所述开关元件选择性地接通以提供从所述电压转换器到所述压控振荡器VCO的不同的电流路径，所述不同的电流路径包括允许电流流过所述滤波器电路的第一路径以及允许电流流过所述电压泵浦电路的第二路径。


6.根据权利要求1所述的时钟发生器，其中，当来自所述电压转换器的所述第二输出信号高于预定电平时，所述电压转换器停止其操作。


7.根据权利要求1所述的时钟发生器，其中，所述电压泵浦电路包括：
第一开关元件，该第一开关元件联接在所述电压转换器的输出节点与所述控制电压的输入端子之间，并被配置为由第一开关控制信号控制；
第二开关元件，该第二开关元件联接在所述输出节点与第二节点之间，并被配置为由第二开关控制信号控制；以及
第三开关元件，该第三开关元件联接在所述第二节点与地电压输入端子之间，并被配置为由第三开关控制信号控制。


8.根据权利要求7所述的时钟发生器，该时钟发生器还包括：
控制器，该控制器被配置为选择性地启用所述第一开关控制信号、所述第二开关控制信号或所述第三开关控制信号中的至少一个。


9.根据权利要求1所述的时钟发生器，该时钟发生器还包括控制器，该控制器被配置为基于所述控制电压与基准电压之间的比较结果来控制是否操作所述滤波器电路或所述电压泵浦电路。


10.根据权利要求1所述的时钟发生器，该时钟发生器还包括控制器，该控制器被配置为基于所述时钟信号与所述基准时钟信号之间的比较结果来控制是否操作所述滤波器电路或所述电压泵浦电路。


11.根据权利要求1所述的时钟发生器，该时钟发生器还包括控制器，该控制器被配置为控制所述电压转换器的初始电压，使得所述电压转换器的所述初始电压高于电源电压。


12.一种时钟发生器，该时钟发生器包括：
滤波器电路，该滤波器电路被配置为在正常操作期间操作以提供控制电压并在所述滤波器电...

【专利技术属性】
技术研发人员：金泰逵，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR